CN108713107B - 带密封的轴承及球轴承 - Google Patents

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Abstract

在密封部件(150)的密封唇(151)以沿周向以0.3mm～2.6mm的间隔并排的方式形成多个突起(152)。在密封唇(151)与相对于突起(152)沿周向滑动的密封滑动面(112)之间产生跨轴承内部空间(160)和外部之间地连通并且不使规定粒径的异物通过的油通路(170)。伴随着轴承旋转，通过突起(152)将油通路(170)内的润滑油带入与密封滑动面(112)之间时的楔效应，促进在密封唇(151)和密封滑动面(112)之间形成油膜，而成为流体润滑状态。

Description

带密封的轴承及球轴承
技术领域
本发明涉及具备滚动轴承和密封部件的带密封的轴承。
背景技术
例如，在搭载于汽车、各种建筑用机械等车辆的变速器内混有齿轮的磨损粉末等异物。因此，利用密封部件，防止异物侵入轴承内部空间，防止滚动轴承的提早破损。
以往，作为适用于支承搭载于汽车、各种建筑用机械等车辆的变速器、差速器等的旋转部的滚动轴承，有由标准的深沟球轴承使轴向载荷的负荷能力提高的球轴承(下述专利文献1)。
专利文献1所公开的球轴承具备内圈、外圈、及夹设在上述内圈与外圈的轨道槽间的多个滚珠，在上述内圈的轨道槽的两侧形成的一对肩部中，承受轴向载荷的负荷侧的肩部形成得比相反的非负荷侧的肩部高。以将负荷侧的肩部做高的大小，能够允许滚珠与轨道槽在负荷侧的接触角变大，因此能够兼顾深沟球轴承所具有的轴承运转扭矩的低扭矩性、与轴向载荷的负荷能力提高。
在将专利文献1所公开的球轴承应用于变速器的情况下，由于变速箱内混有齿轮的磨损粉末等异物，因此利用密封部件，防止异物侵入轴承内部空间，防止球轴承的提早破损。
通常的密封部件具有由橡胶态材料等形成的密封唇。在轴承套圈、抛油环等相对于密封部件沿周向旋转的轴承部件中，形成有与密封唇滑动接触的密封滑动面。密封唇与密封滑动面遍布整周滑动接触，因此密封唇的拖拽阻力(密封扭矩)导致轴承扭矩的上升。另外，该滑动接触的摩擦促进滚动轴承的温度上升。若该温度上升持续，则导致轴承内部空间和外部之间的压力差引起的吸附作用，使该摩擦增大。
以往，利用具有轴向唇的密封部件作为密封唇。轴向唇是与沿着径向的密封滑动面间、或者是与相对于径向具有不足45°的锐角的斜度的密封滑动面间起到密封作用的密封唇，且在与该密封滑动面之间具有轴向的过盈量。
提出了为了抑制这种接触密封部件的密封扭矩，而对密封滑动面实施喷丸硬化，从而形成具有最大粗糙度Ry2.5μm以下的微小凹凸的密封滑动面，利用存积于其凹部的润滑油促进密封唇和密封滑动面之间的油膜形成(下述专利文献2)。
专利文献1：日本特开2000-145795号公报
专利文献2：日本特开2007-107588号公报
然而，专利文献2的由喷丸硬化形成的低扭矩化，是通过使密封唇与密封滑动面之间的滑动面积减小而获得的，但在面积减小上存在极限，因此能够实现的低扭矩化受限。
另外，轴承运转的初期的润滑油的温度比较低，因此润滑油的粘度比较高，从而处于容易形成油膜的润滑条件，但若随运转继续，油温上升而使粘度降低，则成为油膜容易打破的润滑条件。越使轴承进行高速运转，密封滑动面相对于密封唇的相对的圆周速度就越大，伴随着密封唇和密封滑动面之间的摩擦形成的发热增大，因此容易促使油温上升、密封唇的磨损。因此，从润滑条件来看，在带密封的轴承的高速运转、允许旋转速度上存在极限。在电动汽车(EV)中，支承驱动系统的旋转部的带密封的轴承的高速运转的要求较强烈，但在基于喷丸硬化的低扭矩化中，未完全应对要求。
若形成非接触密封部件，则能够消除密封扭矩，但针对密封部件和轴承部品之间的间隙的大小，能够防止规定粒径的异物侵入的各种误差的管理变困难。
发明内容
鉴于上述背景，本发明所欲解决的第一课题在于在防止规定粒径的异物侵入的同时，能够对应轴承的高速运转，并且实现带密封的轴承的低扭矩化。
本发明所欲解决的第二课题在于在防止规定粒径的异物侵入的同时，实现具备拥有轴向唇的密封唇的密封部件的带密封的轴承的低扭矩化、高速化。
本发明所欲解决的第三课题在于在由标准的深沟球轴承使轴向载荷的负荷能力提高的球轴承中，在防止规定粒径的异物侵入的同时，实现轴承运转扭矩的低扭矩化、高速化。
为了实现上述第一课题，第一发明的带密封的轴承构成为具备：对轴承内部空间和外部之间形成划分的密封部件、设置于上述密封部件的密封唇、相对于上述密封唇沿周向滑动的密封滑动面以及形成于上述密封唇并在上述密封滑动面和该密封唇之间产生跨上述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路的多个突起，上述突起与上述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状，上述突起沿周向以0.3～2.6mm的间隔并排。
根据上述第一发明的结构，在密封滑动面和密封唇之间产生由突起形成的油通路，伴随着轴承旋转，利用楔效应，将油通路内的润滑油带入密封滑动面和密封唇之间，而促进它们之间的油膜形成。因此，密封唇与密封滑动面之间的摩擦系数降低，从而密封扭矩减小。另外，轴承内部空间和外部之间的通油性因油通路而提高，因此，能够抑制滚动轴承的温度上升，进而也防止吸附作用。周向邻接的突起之间的间隔越小，换句话说突起的个数越多，在密封滑动面相对于密封唇沿周向相对地旋转时，每转1圈突起的通过次数越是增多。若突起沿周向以2.6mm以下的间隔并排，则被保持为油膜遍布密封滑动面的周向整周连续的状态，进而与各突起之间的楔效应不中断地产生，能够在密封唇与密封滑动面被油膜完全分离而不直接接触的状态(即流体润滑状态)下进行轴承运转。在流体润滑状态下，使密封扭矩实质上接近为零，从而密封唇实质上不磨损，而抑制密封唇和密封滑动面之间的因滑动所引起的发热。因此，作为密封滑动面相对于密封唇的相对的圆周速度，能够允许的速度也得到提高，从而也能够应对带密封的轴承的以往无法实现的高速运转的要求。若突起的间隔设定为不足0.3mm，则对密封唇进行成型的金属模具的制造变得困难，因此为0.3mm以上较好。另外，能够通过油通路的异物的粒径能够基于突起的突出高度来决定。因此，能够任意地决定应该防止侵入的粒径，从而该规定粒径的异物不从油通路侵入。这样，第一发明通过上述结构的采用，能够防止规定粒径的异物侵入的同时，能够应对轴承的高速运转，并且实现带密封的轴承的低扭矩化。
为了实现上述第二课题，第二发明的带密封的轴承构成为具备：对轴承内部空间和外部间形成划分的密封部件、作为轴向唇设置于上述密封部件的密封唇、相对于上述密封唇沿周向滑动的密封滑动面、以及形成于上述密封唇的至少周向一个部位，并在上述密封滑动面和该密封唇间之间产生跨上述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路的突起，在上述密封唇以能够使该密封唇和上述密封滑动面之间形成流体润滑状态的方式形成上述突起。
根据上述第二发明的结构，在密封滑动面和作为轴向唇的密封唇之间产生由突起形成的油通路，伴随着轴承旋转，利用楔效应，将油通路内的润滑油带入密封滑动面和密封唇之间，而促进它们之间的油膜形成。因此，能够在密封唇与密封滑动面被油膜完全分离而不直接接触的状态(即流体润滑状态)下进行轴承运转，因此能够使密封扭矩实质上接近为零，从而密封唇实质上不磨损，而抑制密封唇和密封滑动面之间的因滑动所引起的发热。因此，作为密封滑动面相对于密封唇的相对的圆周速度，能够允许的速度也得到提高，从而也能够应对带密封的轴承的以往无法实现的高速运转的要求。另外，也防止吸附作用。另外，能够通过油通路的异物的粒径能够基于突起的突出高度来决定。因此，能够任意地决定应该防止侵入的粒径，从而该规定粒径的异物不从油通路侵入。如上，第二发明通过上述结构的采用，能够防止规定粒径的异物侵入的同时，实现具备作为轴向唇的密封唇的密封部件的带密封的轴承的低扭矩化、高速化。
为了实现上述第三课题，第三发明的球轴承构成为具备：内圈、外圈、以及夹设于上述内圈和外圈的轨道槽之间的多个滚珠，在形成于上述内圈的轨道槽的两侧的一对肩部中，承受轴向载荷的负荷侧的肩部形成得比相反的非负荷侧的肩部高，上述球轴承还具备：对形成于上述内圈和外圈之间的轴承内部空间的两端进行密封的两个密封部件；设置于上述密封部件的密封唇；分别形成于上述负荷侧的肩部和上述非负荷侧的肩部、并相对于上述密封唇沿周向滑动的密封滑动面；以及形成于上述密封唇的至少周向一个部位，并在上述密封滑动面和该密封唇之间产生跨上述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路，在上述密封唇以能够使该密封唇和上述密封滑动面之间形成流体润滑状态的方式形成上述突起。
根据上述第三发明的结构，负荷侧的肩部形成得比非负荷侧的肩部高，因此成为由标准的深沟球轴承使轴向载荷的负荷能力提高的球轴承。在将该轴承内部空间密封的密封滑动面和密封唇之间产生由突起形成的油通路，伴随着轴承旋转，利用楔效应，将油通路内的润滑油带入密封滑动面和密封唇之间，而促进它们之间的油膜形成。因此，能够在密封唇与密封滑动面被油膜完全分离而不直接接触的状态(即流体润滑状态)下进行轴承运转，因此能够使密封扭矩实质上接近为零，从而密封唇实质上不磨损，而抑制密封唇和密封滑动面之间的因滑动所引起的发热。因此，作为密封滑动面相对于密封唇的相对的圆周速度，能够允许的速度也得到提高，从而也能够应对带密封的轴承的以往无法实现的高速运转的要求。另外，也防止吸附作用。另外，能够通过油通路的异物的粒径基于突起的突出高度来决定。因此，能够任意地决定应该防止侵入的粒径，从而该规定粒径的异物不从油通路侵入。如上，第三发明通过上述结构的采用，在由标准的深沟球轴承使轴向载荷的负荷能力提高的球轴承中，能够防止规定粒径的异物侵入的同时，实现轴承运转扭矩的低扭矩化、高速化。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施例的带密封的轴承的剖视图。
图2是图1的图中右侧的密封部件的密封唇附近的放大图。
图3是图2的III-III线的放大剖视图。
图4是从轴向表示第一实施例的密封唇的局部主视图。
图5是表示车辆的变速器(AT/MT)内的润滑油所含的异物的粒径分布与个数的图。
图6是表示图5的粒径分布的比例的饼图。
图7是表示车辆的变速器(CVT)内的润滑油所含的异物的粒径分布与个数的图。
图8是表示图7的粒径分布的比例的饼图。
图9是表示按照突起的圆弧尺寸测定出轴承的扭矩的试验结果的曲线图。
图10是表示第一实施例中的流体润滑模式的润滑区域图。
图11是表示第一实施例中的突起之间的间隔、理论油膜厚度以及轴承旋转扭矩间的关系的图。
图12是表示第一实施例中的突起的圆弧尺寸与理论油膜厚度间的关系的图。
图13是表示本发明的第二实施例的密封唇的局部立体图。
图14A是表示图13的密封唇的硫化成型的样子的示意图。
图14B是在图14A中被成型的密封唇的示意图。
图15A是表示假想模型的密封唇的硫化成型的样子的示意图。
图15B是在图15A中被成型的密封唇的示意图。
图16是表示本发明的第三实施例的带密封的轴承的剖视图。
图17是图16的图中右侧的密封部件的密封唇附近的放大图。
图18是表示图17的密封唇附近由于过盈量而弹性变形的样子的放大图。
图19是图18的XIX-XIX线的放大剖视图。
图20是从轴向表示第三实施例的密封唇的局部主视图。
图21是表示本发明的第四实施例的带密封的轴承的剖视图。
图22是表示本发明的第五实施例的带密封的轴承的剖视图。
图23是表示第五实施例中的突起之间的间隔与理论油膜厚度的关系的图。
图24是表示具备本发明的带密封的轴承的变速器的一个例子的剖视图。
具体实施方式
对第一发明的优选实施方式进行说明。
在第一发明的第一实施方式中，上述突起向与周向正交的方向延伸，该突起成为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近上述密封滑动面的圆弧形状。根据第一实施方式，突起成为向与作为和密封滑动面间形成的滑动方向的周向正交的方向延伸，并且减小突起能够滑动接触的区域的圆弧形状，因此能够将突起与密封滑动面形成滑动接触的区域形成为线状。另外，若形成这种圆弧形状，则上述的楔状的间隙的楔形角度，从扩大侧朝向缩窄侧逐渐变小，因此能够有效地产生楔效应而提高线状区域内的油压，从而将突起与密封滑动面之间的润滑状态形成流体润滑状态变得容易。另外，在密封部件的安装时，即使突起摩擦密封滑动面，也不存在圆弧形状的突起向周向弯曲的担心，从而不存在当安装时损害密封扭矩的减小性能的担忧。
在第一实施方式中，上述突起的高度设定为0.07mm以下较好。超过粒径0.05mm(50μm)的异物对轴承寿命带来负面影响。若将突起的高度设定为0.07mm以下，则可知能够在密封唇与密封滑动面之间产生上述的异物不能容易地通过的狭窄的间隙(包含油通路)。
在第一实施方式中，上述突起的圆弧尺寸为0.15mm以上且不足2.0mm，上述突起的周向宽度为0.2mm以上且1.0mm以下较好。突起的圆弧尺寸较大这种情况容易产生楔效应。在其圆弧尺寸为0.15mm的情况下，则能够形成针对使突起与密封滑动面完全分离的充足的油膜。在将突起的高度设定为0.07mm以下的情况下，为了使密封唇的模具制造不变困难，优选将圆弧尺寸设定为0.15mm以上且不足2.0mm。突起的周向宽度取决于圆弧尺寸，因此优选设定为0.2mm以上且1.0mm以下。
在第一发明的第二实施方式中，上述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。根据第二实施方式，能够遍布密封滑动面的整周均匀地促进油膜形成。
第二实施方式也可以与第一实施方式组合。
对第二发明的优选的实施方式进行说明。
在第二发明的第三实施方式中，上述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。根据第三实施方式，能够遍布密封滑动面的整周均匀地促进油膜形成。
在第二发明的第四实施方式中，上述突起与上述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状。根据第四实施方式，伴随着轴承旋转，油通路内的润滑油因在突起与密封滑动面之间的间隙产生的楔效应而容易被带入突起侧，从而在突起与密封滑动面之间容易形成油膜。另外，通过与楔状对应的突起形状，也能够减小大幅影响密封扭矩的滑动接触的面积。
在第四实施方式中，上述突起向与周向正交的方向延伸，该突起成为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近上述密封滑动面的圆弧形状较好。若突起成为向与作为和密封滑动面间形成的滑动方向的周向正交的方向延伸，并且减小突起能够滑动接触的区域的圆弧形状，则能够将突起与密封滑动面形成滑动接触的区域形成为线状。另外，若形成这种圆弧形状，则上述的楔状的间隙的楔形角度，从扩大侧朝向缩窄侧逐渐变小，因此能够有效地产生楔效应而提高线状区域内的油压，从而将突起与密封滑动面之间的润滑状态形成流体润滑状态变得容易。另外，在密封部件的安装时，即使突起摩擦密封滑动面，也不存在圆弧形状的突起从前端向周向弯曲的担心，从而不存在安装时损害密封扭矩的减小性能的担忧。
第四实施方式也可以与第三实施方式组合。
在第二发明的第五实施方式中，上述密封部件具有在比上述密封滑动面靠外部侧形成迷宫间隙的外侧唇。根据第五实施方式，凭借形成在比密封滑动面靠外部侧的迷宫间隙，而使对轴承寿命带来负面影响的异物的侵入难以到达至密封滑动面。
第五实施方式也可以与第三实施方式或者第四实施方式组合。
对第三发明的优选的实施方式进行说明。
在第三发明的第六实施方式中，形成于上述负荷侧的肩部的上述密封滑动面的直径与形成于上述非负荷侧的肩部的上述密封滑动面的直径不同，与上述负荷侧的上述密封滑动面同侧配置的上述密封部件中的上述突起的个数和与上述非负荷侧的上述密封滑动面同侧的上述密封部件中的上述突起的个数不同。在负荷侧的肩部与非负荷侧的肩部之间，外径差不同。由于将负荷侧的密封滑动面的直径与非负荷侧的密封滑动面的直径形成为相同直径是很困难的，因此优选使上述密封滑动面的直径不同。这样，由于形成于负荷侧的肩部的密封滑动面的直径大于形成于非负荷侧的肩部的密封滑动面的直径，因此在内圈与外圈相对旋转时，密封滑动面相对于负荷侧的密封唇的相对的圆周速度大于密封滑动面相对于非负荷侧的密封唇的相对的圆周速度。另外，在内圈与外圈相对旋转时，凭借上述肩部之间的外径差，在轴承内部空间，产生将润滑油从非负荷侧的肩部向负荷侧的肩部输送的泵唧作用。由于上述圆周速度差、泵唧作用的影响，在负荷侧的密封滑动面和密封唇之间、及在非负荷侧的密封滑动面和密封唇之间，润滑条件不同。根据第六实施方式，由于负荷侧的密封部件中的突起的个数、与非负荷侧的密封部件中的突起的个数不同，因此将内圈与外圈之间的相对旋转每转1圈的突起的通过次数分别在负荷侧与非负荷侧设为适当，从而能够在上述两侧形成同等的油膜，或者使油膜的厚度最适化。
在第三发明的第七实施方式中，形成于上述负荷侧的肩部的上述密封滑动面的直径与形成于上述非负荷侧的肩部的上述密封滑动面的直径不同，与上述负荷侧的上述密封滑动面同侧配置的上述密封部件中的上述突起的周向间距角度和与上述非负荷侧的上述密封滑动面同侧配置的上述密封部件中的上述突起的周向间距角度不同。根据第七实施方式，负荷侧的密封部件中的突起的周向间距角度与非负荷侧的密封部件中的突起的周向间距角度不同，因此将内圈与外圈之间的相对旋转每转1圈的突起的通过次数分别在负荷侧与非负荷侧设为适当，从而能够在上述两侧形成同等的油膜，或者使油膜的厚度最适化。
第七实施方式也可以与第六实施方式组合。
在第三发明的第八实施方式中，上述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。根据第八实施方式，能够遍布密封滑动面的整周均匀地促进油膜形成。
第八实施方式也可以与第六实施方式或者第七实施方式组合。
在第三发明的第九实施方式中，上述突起与上述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状。根据第九实施方式，伴随着轴承旋转，油通路内的润滑油因在突起与密封滑动面之间的间隙产生的楔效应而容易被带入突起侧，从而在突起与密封滑动面之间容易形成油膜。另外，通过与楔状对应的突起形状，也能够减小大幅影响密封扭矩的滑动接触的面积。
在第九实施方式中，上述突起向与周向正交的方向延伸，该突起成为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近上述密封滑动面的圆弧形状较好。若突起成为向与作为和密封滑动面间形成的滑动方向的周向正交的方向延伸，并且减小突起能够滑动接触的区域的圆弧形状，则能够将突起与密封滑动面形成滑动接触的区域形成为线状。另外，若形成这种圆弧形状，则上述的楔状的间隙的楔形角度，从扩大侧朝向缩窄侧逐渐变小，因此能够有效地产生楔效应而提高线状区域内的油压，从而将突起与密封滑动面之间的润滑状态形成流体润滑状态变得容易。另外，在密封部件的安装时，即使突起摩擦密封滑动面，也不存在圆弧形状的突起从前端向周向弯曲的担心，从而不存在当安装时损害密封扭矩的减小性能的担忧。
第九实施方式也可以与第六实施方式～第八实施方式中的一个以上组合。
实施例
以下，基于图1～图10对本发明的第一实施例进行说明。第一实施例与第一发明对应，是将第一实施方式与第二实施方式组合后的一个例子。
如图1所示，第一实施例成为带密封的轴承100，带密封的轴承100具备内圈110、外圈120、由保持器130保持的多个滚动体140、以及将形成在内圈110和外圈120之间的轴承内部空间的两端密封的两个密封部件150。此外，以下，将带密封的轴承100的沿着轴承中心轴的方向称为“轴向”。将与轴向正交的方向称为“径向”。将绕轴承中心轴的圆周方向称为“周向”。
通过内圈110和外圈120形成环状的轴承内部空间160。多个滚动体140在轴承内部空间160内边夹设于内圈110和外圈120之间边公转。利用油脂、油浴等适当的机构向轴承内部空间160供给润滑油。
内圈110安装于旋转轴(省略图示)，而与旋转轴一体地旋转。旋转轴例如设置为车辆的变速器或者差速器的旋转部。外圈120安装于壳体、齿轮等负担来自上述旋转轴的载荷的部件。
该带密封的轴承100成为深沟球轴承。作为滚动体140，采用滚珠。内圈110和外圈120分别在横截面(相当于图示截面)具有相当于滚动体140的圆周的约1/3，并且遍布周向整周不中断的轨道槽111、121。
在外圈120的内周的端部形成有保持密封部件150的密封槽122。密封部件150通过将其外周缘压入密封槽122，而安装于外圈120。
密封部件150对轴承内部空间160和外部之间形成划分。在以密封部件150为边界的外部侧存在齿轮的磨损粉末、离合器的磨损粉末、微小碎石等与带密封的轴承100的组装位置对应的异物。这种粉状的异物凭借润滑油、环境气的流动而能到达密封部件150附近。密封部件150防止异物从外部侵入轴承内部空间160。
密封部件150具有在其内周侧呈舌片状突出的密封唇151。在内圈110的外周形成有沿周向相对于密封唇151滑动的密封滑动面112。密封滑动面112成为遍布周向整周的圆筒面状。密封唇151成为径向唇。这里，径向唇是指与沿着轴向的密封滑动面、或者是相对于轴向具有45°以内的锐角的斜度的密封滑动面间起到密封作用的密封唇，且在与该密封滑动面之间具有径向的过盈量。
图2以放大的方式表示图1的密封部件150的密封唇151附近。另外，图3表示图2中的III-III线的剖视图。该截面针对密封唇151与密封滑动面112之间的在与密封滑动面112正交方向的间隙(包含油通路170)，表示在设计方面，在与密封滑动面112正交的方向最窄处的样子。另外，图4表示从轴承内部空间侧沿轴向观察密封唇151时的外观。图4描绘图1所示的密封部件150独自并且自然的状态下的密封唇151的外形。此处，自然的状态是指不对处于独自状态的密封部件作用有外力、即该密封部件不因外力而变形的状态(以下，将该状态简称为“自然状态”。)。
如图2～图4所示，密封唇151具备突起152，该突起152在与密封滑动面112正交的方向上，即在与和密封滑动面112接触的切线垂直的法线方向上具有突出高度。密封滑动面112呈以轴承中心轴为中心的圆筒面状，因此与其正交的方向相当于径向。
在密封唇151和密封滑动面112之间设定有径向的过盈量。凭借过盈量，被沿径向按压于密封滑动面112的密封唇151上，产生向外部侧弯曲的橡胶态弹性的变形，从而产生密封唇151的预紧力。密封部件150的安装误差、制造误差等被密封唇151的弯曲情况的变化吸收。
如图4所示，密封唇151具有在自然状态下规定密封唇151的内径的前端153。
如图2～图4所示，突起152向与周向正交的方向延伸。突起152直至密封唇151的前端153，遍布在密封唇151与密封滑动面112之间具有径向的过盈量的范围的整个区域形成。
突起152沿周向以恒定的间隔d并排。若以从轴向观察的外观考虑密封唇151，则多个突起152成为以与间隔d对应的恒定的间距角度θ沿周向配置的放射状呈现。此外，放射中心位于图外的密封部件150的中心轴(与轴承中心轴一致)上。
周向邻接的突起152之间的间隔d和突起152的周向宽度w，与呈放射状配置的各突起152存在于密封唇151的前端153附近的情况相结合，而使密封唇151能够仅在各突起152上与密封滑动面112滑动接触，从而在各突起152之间始终产生油通路170。即，在密封部件150的安装时，与密封滑动面112接触的突起152克服密封唇151的预紧力而顶撑，从而在轴向上的以突起152为边境的两侧，产生跨轴承内部空间160和外部之间连通的油通路170。润滑油从外部经过油通路170到达轴承内部空间160。进入到轴承内部空间160内的润滑油、封入有油脂的情况下的基油从轴承内部空间160经过油通路170到达外部。
能够基于突起152的在与密封滑动面112正交的方向上的突出高度h，决定能经过油通路170的粒径。因此，第一实施例能够任意地决定应该防止侵入的粒径，从而该规定粒径的异物不从油通路170侵入轴承内部空间160。
成为滚动轴承的提早破损原因的磨损粉末粒径是超过50μm那样的异物。若预先将突起152的突出高度h设定为0.07mm以下，则可知能够产生上述的磨损粉末无法通过的油通路170。此外，优选将突出高度h设定为0.04mm以下，考虑公差，设定为0.07mm以下。另一方面，通过将突起152的突出高度h设定为0.07mm，能够使油通路170的通油性变得良好。
突起152与密封滑动面112之间产生的间隙形成为，在周向接近油通路170的一侧大、在周向接近突起152的一侧小的楔状。突起152的表面154成为与上述的楔状对应的曲面。如图3所示，伴随着内圈110的旋转，当密封滑动面112相对于密封唇151沿周向旋转时(在上述图中用箭头A表示旋转方向。)，伴随着密封滑动面112的旋转，油通路170内的润滑油(图中由点花纹表示。)被带入密封滑动面112和密封唇151的突起152之间，从而促进两者之间的油膜形成。因此，密封唇151与密封滑动面112之间的摩擦系数(μ)降低，从而密封扭矩减小。另外，轴承内部空间160和外部之间的通油性因油通路170而提高。因此，能够抑制带密封的轴承100的温度上升，进而也防止密封唇151的吸附作用。
如图1所示，密封部件150由金属板制的金属芯155与附着于金属芯155的至少径向内部的硫化橡胶材料156形成。密封唇151由硫化橡胶材料156形成为舌片状。金属芯155成为被形成为遍布周向整周的环状的冲压加工部件。硫化橡胶材料156成为被硫化成型的橡胶部。密封部件150例如通过将金属芯155投入模具并对硫化橡胶材料156进行硫化成型，而被制造为一体的部件。硫化橡胶材料156可以附着于金属芯155的整体，也可以仅附着于金属芯155的径向内部。
像这样，第一实施例能够在密封唇151的硫化成型时将突起152形成于密封唇151，并且，将密封滑动面112以容易加工的圆筒面状、槽状等遍布整周为相同的截面形状直接形成于轴承套圈，是简单的。
凭借密封唇151的预紧力、润滑油的油压，从而不在实心的突起152产生实质上变形(对突起152与密封滑动面112之间的润滑性能产生影响的变形)。因此，轴承运转过程中的突起152的形状也可以认为是与在密封唇151的硫化成型时所转印的形状相同。
对于该带密封的轴承100，假定支承车辆的变速器内的旋转部的用途。向存在于车辆的变速器内的带密封的轴承供油，通常以甩挂、油浴、喷嘴喷射等适当的方式进行。由此，在带密封的轴承的固定于内圈或外圈的密封部件的密封唇周边存在润滑油。被供油的润滑油即便在存在于变速器内的齿轮等的其他的润滑部分也共通地使用。该润滑油利用油泵循环，从而被设置于该循环路径的滤油器过滤。
本申请的发明人按车辆的行驶距离回收实质上在市场中使用的润滑油，调查了混入这些使用完毕的润滑油的异物的个数、异物的粒径的分布、异物的材料。将针对从8台自动变速器(AT)或者手动变速器(MT)的车辆回收的润滑油调查的异物的个数与粒径分布示于图5。图5的纵轴形成对数刻度，横轴为车辆的行驶距离，该纵轴为每100ml中的异物(微粒夹杂物)的个数。作为计数对象的异物的粒径为5μm以上。计数按粒径的每个分区进行。该分区为粒径5μm以上且不足15μm，粒径15μm以上且不足25μm，粒径20μm以上且不足50μm，粒径50μm以上且不足100μm，粒径100μm以上。此处的测定利用HIAC ROYCO公司(ハイアックロイコ社)制的型号8000A的测定机，并使用了微粒夹杂物质量法。在图6中利用饼图表示图5的粒径分布。
与图5相同，图7示出了针对从10台无级变速机(CVT)的车辆回收的润滑油调查的异物的个数与粒径分布。在图8中利用饼图表示图7的粒径分布。作为回收对象的车辆制造商、车种、行驶距离虽散乱，但如根据图5、图6与图7、图8的比较明确的那样，被承认的趋势是，与CVT相比，多用齿轮的AT/MT的情况下，异物的粒径、异物的个数均较多。另外，不管变速器的形式如何，作为粒径的分布，50μm以下的粒径占据99.9％以上。即使行驶距离增大，在AT/MT的情况下，粒径超过50μm的异物的个数也不足1000个，在CVT的情况下，粒径超过50μm的异物的个数也不足200个。该情况示出了近年来滤油器的性能提高，润滑油中的异物微细化(换句话说较大的粒径的异物被滤油器除去)。
另一方面，在轴承内部的润滑油包含异物的情况下，在对该异物的粒径与轴承寿命的关系进行了调查后，明确了虽存在粒径较大的异物越多，轴承寿命越降低的趋势，但若为如近年来的变速器内的环境那样粒径50μm以上的异物少许存在的程度，则可知即使异物在不存在密封的状态下进入轴承内，滚动轴承的寿命比(实质寿命与计算寿命的比)也表示能够充分胜任汽车的变速器中的实用的值(例如7～10倍左右)。
基于以上的结果，可以说是，在针对用于车辆的变速器、差速器齿轮等驱动系统的旋转部支承的带密封的轴承供给由滤油器过滤的润滑油的情况下，只要通过密封部件防止粒径超过50μm的较大的异物侵入轴承内部，则即使允许润滑油所含的粒径为50μm以下的异物侵入轴承内部，也不对轴承寿命产生问题。而且，如果允许上述情况，则湿润地确保密封唇与密封滑动面之间的润滑油的流通，从而能够与上述的楔效应相结合，实现将密封唇与密封滑动面之间形成流体润滑状态。
因此，如图2、图3所示，突起152的高度h被设定为0.07mm。在设计方面，该突起152的高度h是在能够与密封滑动面112形成滑动接触的范围内最高的位置处的值。该位置也是设定于各突起152与密封滑动面112之间的过盈量成为最大的位置。轴承运转过程中的突起152的变形量能够忽略，因此密封唇151与密封滑动面112之间的在与密封滑动面112正交的方向上的间隙(包含油通路170)为，在沿与密封滑动面112正交的方向最窄的位置成为与突起152的高度h相当的大小，实质上不超过0.07mm。因此，被考虑为，即使粒径超过50μm的异物包含于外部的润滑油，也几乎不产生该异物通过油通路170的情况。
突起152成为从周向宽度w的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近密封滑动面112的圆弧形状。该圆弧形状遍布突起152的放射方向的全长地形成。因此，突起152与密封滑动面112能够形成滑动接触的区域，在经过突起152的周向宽度的中央的假想轴向平面Pax上呈线状存在。突起152的圆弧形状的曲率中心位于假想轴向平面Pax上。
若密封滑动面112相对于密封唇151向图中箭头A方向相对地旋转，则油通路170内的润滑油被带入突起152与密封滑动面112之间的楔状的间隙。上述的楔状的间隙的楔形角度，从油通路170中存在有所导入的润滑油的宽大侧朝向狭小侧逐渐变小，因此越在接近突起152与密封滑动面112能够形成滑动接触的线状区域(假想轴向平面Pax上)的位置，越强烈地产生楔效应。因此，能够更加有效地提高该线状区域内的油膜的油压，而使突起152从密封滑动面112完全分离，使该线状区域内的油膜较厚地产生，进而容易将突起152与密封滑动面112之间的润滑状态形成流体润滑状态。
此处，若存在使突起152与密封滑动面112之间完全分离的油膜，则成为密封滑动面112在不与突起152直接接触的状态下滑动的流体润滑状态。将这种油膜保持在各突起152与密封滑动面112之间，从而能够将密封唇151和密封滑动面112之间形成流体润滑状态。
为了容易地实现该流体润滑状态，将密封唇151的基于密封唇151与密封滑动面112之间的过盈量形成的预紧力设定为尽量弱较好。因此，将密封唇151中的给予向外部侧的弯曲变形的腰身部形成为尽量薄。
另外，减小最大高度粗糙度Rz这种做法使形成流体润滑状态所需的油膜的厚度变小。因此，不对密封滑动面112实施喷丸硬化处理，而使密封滑动面112的最大高度粗糙度Rz不足1μm。此处，最大高度粗糙度Rz是指JIS规格的B0601：2013中被规定的最大高度粗糙度。
另外，周向邻接的突起152之间的间隔d越小，换句话说突起152的个数越多，在密封滑动面112相对于密封唇151沿周向相对地旋转时，每转1圈的突起152的通过次数越是增多，从而被保持为油膜遍布密封滑动面112的周向整周连续的状态，进而与各突起152之间的楔效应容易不中断地产生，因此容易保持流体润滑状态。
另外，突起152的圆弧尺寸(突起152的表面154处的曲率半径)较大这种情况容易产生楔效应。
另外，按照每个突起152的圆弧尺寸进行了轴承的扭矩测定试验后(参照图9)，与圆弧尺寸为0.2mm或者0.8mm时相比较，突起152的圆弧尺寸为1.5mm时，接近轴承100的实际使用环境下的温度80℃时的扭矩成为最小值。在突起152的圆弧尺寸为1.8mm时，也得到了与1.5mm同等的结果。为了易产生楔效应、且实现低扭矩，考虑公差，优选突起152的圆弧尺寸设定为1.5mm以上且2.0mm以下的值。此外，在图9中，作为参考，也示出了理论上计算出在不具备密封、且轴承的滚动体中心(轴承的最下端)成为油面的油浴润滑环境下所使用的轴承的扭矩的计算值。通过使突起152的圆弧尺寸为1.5mm以上且2.0mm以下(更加具体地，为1.5mm以上且1.8mm以下)，能够实现与被认为因为不具备密封而不存在密封扭矩、且搅拌阻力也小的轴承(图9所示的计算值)同等的低扭矩。
本申请发明人在突起152的高度h为0.07mm的前提下，在突起152之间的间隔d为0.3mm以上且2.6mm以下，突起152的周向宽度w为0.2mm以上且1.0mm以下，并且突起152的圆弧尺寸为0.15mm以上且不足2.0mm的范围内，对突起152与密封滑动面112之间的理论油膜厚度进行了计算。该计算在密封滑动面112相对于密封唇151沿周向旋转的相对的速度(圆周速度)为0.02～20.2m/s的范围内进行。另外，该计算在作为润滑油假定进行CVT的带轮与带的润滑的CVTF，且油温30℃的情况与油温120℃的情况下进行。其结果为，明确若为这样的使用条件，则从计算上来看，可知在基于Greenwood-Johnson决定的无量纲量亦即粘性参数gv与弹性参数ge的线接触的情况下的润滑区域图中，成为以等粘度-刚体区域(R-I模式)或者等粘度-弹性体区域(E-I模式，Soft EHL)的任一个的润滑模式分布，即流体润滑状态。图10表示上述的润滑区域图的计算结果的分布状况。此外，图10所示的曲线例示与该R-I模式或者E-I模式相当的情况。
另外，本申请发明人通过计算求得图3、图4所示的突起152之间的间隔d、和突起152与密封滑动面112之间的理论油膜厚度间的关系。另外，本申请发明人通过计算求得突起152的圆弧尺寸、和突起152与密封滑动面112之间的理论油膜厚度间的关系。理论油膜厚度在R-I模式下使用Martin的最小膜厚计算式，在E-I模式下使用Herrebrugh的最小膜厚计算式。另外，本申请发明人通过实验调查了突起152之间的间隔d和带密封的轴承100的旋转扭矩间的关系。图11表示突起152之间的间隔d、理论油膜厚度以及轴承旋转扭矩的关系。图12表示突起152的圆弧尺寸与理论油膜厚度间的关系。若突起152与密封滑动面112之间的油膜厚度过薄，则摩擦系数μ增大，相反若油膜厚度过厚，则产生使抑制异物的侵入的效果变差的可能性，因此只要以超过最大高度粗糙度Rz的油膜厚度为前提设定最佳的油膜厚度即可。
根据图11可知，在突起152之间的间隔d为2.6mm的情况下，在突起152与密封滑动面112之间，从计算上来看，形成约3μm的油膜(带富余地超过不足1μm的最大高度粗糙度Rz)，在间隔小于2.6mm的情况下，存在油膜增厚的趋势，另外，在间隔d为2.6mm以下的情况下，明确轴承旋转扭矩表示降低趋势(即密封扭矩的降低趋势)。因此，突起152之间的间隔d能够设定为2.6mm以下。此外，若突起152之间的间隔d不足0.3mm，则利用金属模具对密封唇151进行成型变得困难，因此优选将间隔d设定为0.3mm以上。
根据图12可知，在突起152的圆弧尺寸为0.15mm的情况下，从计算上来看，形成3μm以上的油膜。因此，在将突起152的高度h设定为0.07mm的情况下，若考虑利用金属模具进行成型，则优选将突起152的圆弧尺寸设定为0.15mm以上且不足2.0mm。另外，在将突起152的高度h设定为0.07mm的情况下，由于突起152的周向宽度w取决于突起152的圆弧尺寸，因此优选将突起152的周向宽度w设定为0.2mm以上且1.0mm以下。
基于至此的计算结果等，在第一实施例中，图2～图4所示的突起152的高度h被设定为0.07mm，突起152之间的间隔d被设定为0.3mm以上且2.6mm以下，并且突起152的周向宽度w被设定为0.2mm以上且1.0mm以下，并且突起152的圆弧尺寸被设定为在0.15mm以上且不足2.0mm的范围内。即，在密封唇151上，以上述的密封滑动面112的圆周速度0.2m/s以上时，能够使密封唇151和密封滑动面112之间形成流体润滑状态的方式，形成突起152。此外，在该圆周速度不足0.2m/s时，突起152与密封滑动面112之间成为边界润滑状态。圆周速度0.2m/s为在车辆的变速器中从停止迅速地到达的速度，因此在轴承运转时间的大致整个时间能够将密封唇151和密封滑动面112之间形成流体润滑状态。
如上，第一实施例的带密封的轴承100，通过密封部件150防止对轴承寿命带来负面影响的粒径的异物侵入轴承内部空间，并且通过流体润滑将密封唇151和密封滑动面112之间的滑动的摩擦系数μ减小至极限，进而能够显著地减小密封扭矩而显著地实现轴承旋转扭矩的低扭矩化(参照图1、图3)。
另外，第一实施例的带密封的轴承100，在以以往那种产生密封唇的磨损的问题、密封唇和密封滑动面之间的由滑动引起的发热的问题的密封滑动面的圆周速度(例如30m/s以上)下运转的情况下，能够形成使密封唇151和密封滑动面112之间不直接接触的流体润滑状态，因此实质上不存在密封唇151的磨损，并且也能够抑制上述的发热。因此，第一实施例的带密封的轴承100，也能够应对以往无法实现的带密封的轴承的高速运转的要求。
另外，第一实施例的带密封的轴承100，将突起152形成为圆弧形状，因此即使在将密封部件150安装于外圈120时，突起152与密封滑动面112摩擦，也不存在突起152向周向弯曲的担心，且也不存在当安装时损害密封扭矩的减小性能的担忧。例如，在将突起形成为尖锐的形状的情况下，在密封部件的安装时，不清楚摩擦密封滑动面的多个突起是向周向的哪侧弯曲，以全部的突起弯曲成相对于与密封滑动面的相对旋转方向成为适当的楔状的间隙这种情况的方式进行安装及其困难。在向不适当的方向弯曲的突起的位置，无法充分获得楔效应，从而损害密封扭矩的减小性能。
基于图13～图15B对第二实施例进行说明。第二实施例只是在第一实施例的基础上改变了突起形状。以下，叙述与第一实施例的不同点。
如图13所示，第二实施例的突起201成为朝向密封唇202的前端203逐渐降低的形状。此外，图13描绘自然状态下的密封唇202的突起201附近的放大立体图。针对突起202的圆弧尺寸(突起201的表面204处的曲率半径)、曲率中心，使突起201朝向密封唇202的前端203逐渐降低，因此使圆弧尺寸朝向密封唇202的前端203逐渐放大，并且使曲率中心向外部侧移动。
该突起201的高度在密封唇202的前端203上，实质上成为零。因此，突起201未扩张到密封唇202的前端203上，而在突起201与密封唇202的前端203之间存在平坦的面205。因此，密封唇202的前端203成为在密封唇202的轴承内部空间侧遍布周向整周的面205与在密封唇202的外部侧遍布周向整周的表面相交叉的分界线。即，密封唇202的前端203实质上成为两个圆锥形面相交的缘，面205实质上成为一个圆锥形面的一部分。
图14A、14B表示对密封唇202进行硫化成型的样子。此外，图14A、14B为了使理解变得容易而示意性描绘，也大致示出了密封唇202的形状。密封唇202的硫化成型通过在金属芯206上硫化成型橡胶片而进行。此时，利用上模Mp1与下模Mp2夹持橡胶片，对密封部件的密封唇202等的橡胶部分进行成型。使上模Mp1与下模Mp2对齐的上下方向相当于轴向。因此，在自然状态下规定密封唇202的内径的前端203成为与上模Mp1的转印面抵接的密封唇202的上表面部和与下模Mp2的转印面抵接的密封唇202的下表面部的分界线，因此位于上模Mp1与下模Mp2的对齐部亦即分型线Pl上。
如今，若假想突起延伸到密封唇的前端的模型，则成为图15A、图15B那样。在该假想模型中，用于在密封唇202’的前端203’上成型突起201’的凹凸状，存在于分型线Pl上，因此在硫化后容易产生图示的毛刺207。若产生毛刺207，则若在轴承运转过程中，毛刺207脱离密封唇202’，则会导致滤油器、润滑油的循环路径的堵塞。
另一方面，如图14A、14B所示，在密封唇202呈在突起201与密封唇202的前端203之间具有平坦的面205的形状的情况下，在分型线Pl上不存在用于对突起201进行成型的凹凸状，而不产生图15B那样的毛刺207。如上，第二实施例的密封部件能够在对密封唇202进行硫化成型时不在密封唇202的前端203上产生毛刺。
此外，在第二实施例中，示出了突起201在密封唇202的前端203上不具有高度，而在突起201与密封唇202的前端203之间存在平坦的面205的例子，但是，即便是在突起在密封唇的前端上具有高度的情况下，若突起呈朝向密封唇的前逐渐降低的形状，则在分型线上用于对突起进行成型的凹凸状平稳，因此能够在密封唇的前端上不易产生毛刺。
基于图16～图20对第三实施例进行说明。第三实施例对应于第一发明、第二发明及第三发明，是将第一实施方式～第九实施方式组合后的一个例子。
第三实施例的带密封的轴承300的内圈310具有遍布周向整周形成的密封槽311。对形成于内圈310和外圈320之间的轴承内部空间的两端进行密封的密封部件330、340被保持于外圈320的密封槽321、322。
密封部件330、340具有设置为轴向唇的密封唇331、341和比密封唇331、341靠外部侧的外侧唇332、342。密封唇331、341与外侧唇332、342从附着于金属芯333、343的腰身部分叉。
此处，轴向唇是与沿着径向的密封滑动面间、或者是与相对于径向具有不足45°的锐角的斜度的密封滑动面间起到密封作用的密封唇，且在与该密封滑动面之间具有轴向的过盈量。
相对于密封部件330、340的密封唇331、341形成滑动的密封滑动面312、313，存在于从密封槽311的槽底朝向轨道槽314侧扩径的槽侧面，相对于径向具有不足45°的锐角的斜度α。
在内圈310的轨道槽314的两侧形成的一对肩部315、316中的、承受轴向载荷的负荷侧(图中右侧)的肩部315，形成得比相反的非负荷侧(图中左侧)的肩部316高。非负荷侧的肩部316成为与深沟球轴承相当的肩高度。因此，带密封的轴承300起到深沟球轴承的良好的低扭矩性，并且具有优于深沟球轴承的轴向载荷的负荷能力。此外，在外圈320，在负荷侧的肩部与非负荷侧的肩部之间也设定有肩高度差。
在这些肩部315、316形成有密封滑动面312、313。在负荷侧的肩部315的外径与非负荷侧的肩部316的外径之间存在较大的直径差，因此形成于负荷侧的肩部315的密封滑动面312的直径与形成于非负荷侧的肩部316的密封滑动面313的直径不同。即，图中右侧的密封滑动面312的直径大于图中左侧的密封滑动面313的直径。因此，在轴承运转过程中，图中右侧的密封滑动面312的圆周速度大于图中左侧的密封滑动面313的圆周速度。
另外，在轴承运转过程中，在轴承内部空间，凭借上述的肩部315、316之间的直径差，产生将润滑油从图中左侧向右侧输送的泵唧作用。
在图中右侧的密封部件330与图中左侧的密封部件340之间，设定有与外圈320的图中右侧的密封槽321和图中左侧的密封槽322之间的直径差对应的外径差、及与内圈310的图中右侧的密封滑动面312和图中左侧的密封滑动面313之间的直径差对应的内径差。因此，关于密封部件330、340的进一步的详细内容，以图中右侧的密封部件330为代表例进行说明，关于密封部件340，在图16中标注与密封部件330对应的编号。
图17以放大的方式表示图16的密封部件330的密封唇331附近。另外，图18表示图17中的密封唇331利用过盈量形成弹性变形后的样子。在图18中，描绘了通过密封部件330的安装而产生油通路360的状态的密封唇331的形状。另外，图19表示图18中的XIX-XIX线的剖视图。该截面针对密封唇331与密封滑动面312之间的在与密封滑动面312正交的方向上的间隙(包含油通路)，表示在设计方面，在与密封滑动面312正交的方向最窄处的样子。另外，图20表示从轴承内部空间侧沿轴向观察密封唇331时的外观。图20描绘图16所示的密封部件330独自并且自然的状态下的密封唇331的外形。
在硫化成型时，密封唇331、341的突起334、344形成于沿着径向的朝向(参照图20)。此外，在图16、图17中，为了展现密封滑动面312、313与突起334、344之间的过盈量，而描绘了相当于自然状态的密封唇331、341的形状。突起334、344从轴向按压于密封滑动面312、313，从而密封唇331、341以大体沿着密封滑动面312、313的方式倾斜(参照图18)，从而在突起334、344与密封滑动面312、313之间产生上述那样的油通路360和楔状的间隙(参照图19)。
在密封唇331、341和密封滑动面312、313之间设定有轴向和径向的过盈量(参照图16、图17)。凭借该过盈量，被沿轴向和径向按压于密封滑动面312、313的密封唇331、341上，产生向外部侧弯曲的橡胶态弹性的变形，从而产生密封唇331、341的预紧力。密封部件330、340的安装误差、制造误差等被密封唇331、341的弯曲情况的变化吸收。
突起334、344在与密封滑动面312、313正交的方向上具有突出高度(参照图18)。密封滑动面312、313呈斜度为α的圆锥面状，因此与其正交的方向相当于与斜度α成直角的方向。
突起334、344直至密封唇331、341的前端，遍布在密封滑动面312与313之间具有轴向的过盈量的范围的整个区域形成(参照图17)。
对于突起334，以高度h为0.07mm以下，并以能够使密封唇331和密封滑动面312之间形成流体润滑状态的形态，形成于密封唇331即可。其形态能够由周向邻接的突起334之间的间隔d、突起334的周向宽度w、沿周向以恒定间隔并排的突起334的间距角度θ、及突起334的形状决定。突起334之间的间隔d越小，换句话说突起334的个数越多，在密封滑动面312相对于密封唇331沿周向相对地旋转时，每转1圈突起334的通过次数越是增多，从而被保持为油膜遍布密封滑动面312的周向整周连续的状态，与各突起334之间的楔效应容易不中断地产生，因此容易保持流体润滑状态。
图16～图18所示的外侧唇332、342在与密封槽311的外侧的槽壁部之间形成迷宫间隙350。因此，粒径超过50μm的异物无法从外部容易地侵入密封槽311内。
密封唇331与外侧唇332由硫化橡胶材料形成。密封唇331与外侧唇332从附着于金属芯333的部分朝向密封唇331侧逐渐从沿轴向变薄的腰身部处分叉，并分别在密封部件330的内周侧呈舌片状突出。
图16中右侧的密封部件330中的突起334的个数与图16中左侧的密封部件340中的突起344的个数不同。另外，图中右侧的密封部件330中的突起334的周向间距角度与图中左侧的密封部件340中的突起344的周向间距角度不同。对于这些不同而言，在图中右侧的密封部件330和密封滑动面312之间、图中左侧的密封部件340和密封滑动面313之间存在由上述的圆周速度差、泵唧作用引起的润滑条件的不同，因此以使在左右的各构件之间形成的油膜相同、和为了形成不会因为过厚的油膜而使粒径超过50μm的异物的侵入地使油膜适当为目的，进行设定。因此，第三实施例的带密封的轴承300能够将图中右侧的密封部件330与密封滑动面312之间和图中左侧的密封部件340与密封滑动面313之间分别处于适当的流体润滑状态，兼顾低扭矩化与抑制异物侵入。
另外，第三实施例的带密封的轴承300凭借迷宫间隙350的形成，而使异物到达密封唇331、341变得困难，因此能够以不阻碍低扭矩化的方式，更加抑制异物侵入。通常，与设置为径向唇的密封唇相比，设置为轴向唇的密封唇存在在轴承运转过程中引起的轴向的移动量较大，在其最大移动时在密封唇与对应的密封滑动面之间较大地打开间隙的情况。因此，设置为轴向唇的密封唇，对于异物侵入构成不利因素。在第三实施例中，能够利用由迷宫间隙350形成的密封效果，弥补作为上述轴向唇的密封唇331、341的不利，因此相对于被设置为径向唇的第一实施例～第二实施例，并不存在轴承寿命较大地劣化的担心。
基于图21对第四实施例进行说明。第四实施例对应于第一发明、第二发明及第三发明，是将第一实施方式～第九实施方式组合后的另一例子。
第四实施例的带密封的轴承400具备内圈410、外圈420、夹设于内圈410和外圈420的轨道槽411、421之间的多个滚珠430以及对形成于内圈410和外圈420之间的轴承内部空间的两端进行密封的两个密封部件440、450，在形成于内圈410的轨道槽411的两侧的一对肩部412、413中的、承受轴向载荷的负荷侧的肩部412形成得比相反的非负荷侧的肩部413高，在这点上，第四实施例与第三实施例共通，在密封部件440、450具有被设置为径向唇的密封唇441、451这点上，第四实施例的轴承400与第一实施例共通。
内圈410具备不具有密封槽，具有对负荷侧的肩部412的外径形成限定的圆筒面状的密封滑动面414和对非负荷侧的肩部413的外径形成限定的圆筒面状的密封滑动面415。图中右侧的密封滑动面414与图中左侧的密封滑动面415之间的直径差，大致与第三实施例相同，轴承运转过程中的圆周速度差也大致与第三实施例相同。因此，图中右侧的密封部件440与图中左侧的密封部件450之间的突起442、452的个数、周向间距角度的差异程度，与第三实施例大致相同。由此，即使在第四实施例的带密封的轴承400中，也在密封部件440与密封滑动面414之间、密封部件450与密封滑动面415之间，兼顾最佳并且同等地形成油膜而形成流体润滑状态的低扭矩化、和抑制异物侵入。
即，对于带密封的轴承(球轴承)400，图21中右侧的密封部件440中的突起442的个数、周向间距角度θ(参照图3)与图21中左侧的密封部件450中的突起452的个数、周向间距角度不同，因此将内圈410与外圈420之间的相对旋转每转1圈的突起442、452的通过次数分别在负荷侧(图中右侧)的密封部件440与密封滑动面414之间、和非负荷侧(图中左侧)的密封部件450与密封滑动面415之间设为适当，从而能够在上述两侧形成同等的油膜，或是使油膜的厚度最适化，进而形成流体润滑状态，兼顾低扭矩化与抑制异物侵入。
基于图22、图23对第五实施例进行说明。第五实施例对应于第一发明，是组合第一实施方式和第二实施方式后的又一例子。
第五实施例在圆锥滚子轴承中应用第一发明。如图22所示，第五实施例的带密封的轴承500成为如下圆锥滚子轴承，具备：具有轨道面511、大凸缘512以及小凸缘513的内圈510；具有轨道面521的外圈520；在内圈510和外圈520的轨道面511、521之间夹设的多个圆锥滚子530；以及对形成于内圈510和外圈520之间的轴承内部空间的两端进行密封的两个密封部件540、550。
大凸缘512在轴承运转过程中，对圆锥滚子530的大端面进行引导，而承受轴向载荷。小凸缘513具有小于大凸缘512的外径，承接圆锥滚子530的小端面而防止圆锥滚子530从内圈510脱落。
外圈520不具有密封槽，密封部件540、550的金属芯压入嵌合于外圈520的内周端部。
密封部件540、550具有被设置为径向唇的密封唇541、551。相对于图中右侧的密封部件540的密封唇541沿周向滑动的密封滑动面514，形成为对内圈510的大凸缘512的外径形成限定的圆筒面状。相对于图中左侧的密封部件550的密封唇551沿周向形成滑动的密封滑动面515，形成为对小凸缘513的外径形成限定的圆筒面状。在形成于大凸缘512的密封滑动面514与形成于小凸缘513的密封滑动面515之间，存在较大的直径差，因此在轴承运转过程中，图中右侧的密封滑动面514的圆周速度高于图中左侧的密封滑动面515的圆周速度。另外，在轴承运转过程中，在轴承内部空间，因上述的直径差，产生将润滑油从图中左侧向右侧输送的泵唧作用。
通过形成于密封唇541、551的突起542、552，产生图3那样的油通路和楔状的间隙，因此能够将密封唇541和密封滑动面514之间、密封唇551和密封滑动面515之间分别形成流体润滑状态。
此处，图中右侧的密封部件540中的突起542的个数与图中左侧的密封部件550中的突起552的个数不同。另外，图中右侧的密封部件540中的突起542的周向间距角度与图中左侧的密封部件550中的突起552的周向间距角度不同。对于这些差异而言，在图中右侧的密封部件540和密封滑动面514之间、图中左侧的密封部件550和密封滑动面515之间，存在由上述圆周速度差、泵唧作用引起的润滑条件上的差异，因此以将在这些左右的各构件之间形成的油膜形成得相同和形成得最合适的情况为目的进行设定。
图23表示突起542、552之间的间隔d与理论油膜厚度之间的关系。在该计算结果中，突起552之间的间隔d(图中显示为“间距间隔”)在小凸缘513侧(图中显示为“小端面侧”)为6.4mm时的理论油膜厚度成为4.0μm，突起542之间的间隔d(图中显示为“间距间隔”)在大凸缘512侧(图中显示为“大端面侧”)为11.5mm时的理论油膜厚度成为4.0μm。如根据该计算结果明确的那样，使与突起552之间的间隔d相关的参数亦即突起个数、周向间距角度上具有差异，从而能够在图22所示的密封唇541和密封滑动面514之间、密封唇551和密封滑动面515之间形成同等厚度的油膜。
另外，若密封唇541和密封滑动面514之间的间隙、密封唇551和密封滑动面515之间的间隙，为了形成过厚的油膜而具有大幅超过0.07mm的大小，则容易产生粒径超过50μm的异物的侵入。通过决定不产生这种问题的油膜厚度，使与突起之间的间隔d相关的参数亦即突起个数、周向间距角度上具有差异，从而使图中右侧的密封部件540和密封滑动面514之间、图中左侧的密封部件550和密封滑动面515之间都能够形成最佳的厚度的油膜。
如上，第五实施例的带密封的轴承500能够与第三实施例和第四实施例相同，使图中右侧的密封部件540与密封滑动面514之间、图中左侧的密封部件550与密封滑动面515之间都适当地形成流体润滑状态，兼顾低扭矩化与抑制异物侵入。
另外，以往，在圆锥滚子轴承中，存在扭矩大于球轴承的问题，因此，也存在不设置密封部件的情况。在该情况下有如下状况：润滑剂因由轴承形状形成的泵送作用流入轴承内部，使润滑剂的搅拌阻力增大、异物也与润滑剂一同流入，因此，需要在内外圈进行特殊热处理等固化处理，以不会由异物给圆锥滚子轴承的滚动面造成损伤。与此相对，带密封的轴承500能够凭借通过上述的流体润滑实现的低扭矩化，在圆锥滚子轴承设置密封部件540、550。另外，若设置密封部件540、550，则抑制由泵送作用引起的润滑剂向轴承内部流入，抑制润滑剂的搅拌阻力，从而能够实现圆锥滚子轴承自身的低扭矩化。另外，通过密封部件540、550防止与润滑剂一同流入的异物，从而不需要对内外圈510、520进行特殊处理，也能够实现成本的降低。
图24表示作为支承车辆的变速器的旋转部的滚动轴承，使用了本发明的带密封的轴承的例子。图示的变速器成为使变速比阶段性地变化的多级变速机，作为将其旋转部(例如输入轴S1和输出轴S2)支承为能够旋转的带密封的轴承B，具备上述的实施例那样的带密封的轴承。图示的变速器具有被输入有发动机的旋转的输入轴S1、设置为与输入轴S1平行的输出轴S2、从输入轴S1向输出轴S2传递旋转的多个齿轮列G1～G4以及组装于各齿轮列G1～G4与输入轴S1之间或者各齿轮列G1～G4与输出轴S2之间的未图示的离合器，使该离合器有选择地卡合，从而切换使用的齿轮系G1～G4，由此，使从输入轴S1传递至输出轴S2的旋转的变速比变化。输出轴S2的旋转被输出至输出齿轮G5，该输出齿轮G5的旋转被传递至差速器齿轮等。输入轴S1与输出轴S2分别被带密封的轴承B支承为能够旋转。另外，该变速器通过润滑油随着齿轮的旋转形成的甩挂，或者从设置于壳体H的内部的喷嘴(省略图示)喷射润滑油，被甩挂或者喷射的润滑油落在各带密封的轴承B的侧面。
在上述各实施例中，示出了突起为圆弧形状，但突起以在与密封滑动面的相对的圆周速度为一定以上时，获得能够形成流体润滑状态的楔效应的方式形成为适当的形状即可，例如能够采用R倒角、C倒角等倒角状。
另外，在上述的各实施例中，示出了将突起沿周向均匀配置的例子，但也能够不均匀地配置。另外，也能够仅在周向一个部位配置突起。即便是一个部位，也能够通过突起产生油通路，从而能够期待密封扭矩的减小效果。
另外，在上述的各实施例中，虽例示了使密封部件由金属芯与硫化橡胶材料构成的例子，但本发明也能够应用于由单一材料形成的密封部件。在该情况下，只要能够在密封唇设定所需要的过盈量，例如，作为密封部件的材料，能够使用橡胶材料或者树脂材料。
另外，在上述各实施例中，虽例示内圈旋转的径向轴承，但本发明也能够应用于外圈旋转的推力轴承。
这次公开的实施方式和实施例应该被考虑为全部的点为例示而不是限制。例如，既可以将第二实施例与第三实施例进行组合，也可以将第二实施例与第四实施例进行组合，还可以将第二实施例与第五实施例进行组合。因此，本发明的范围不是由上述说明表示，而是由权利要求书表示，意味着包含在与权利要求书等同的意思和保护范围内的全部的变更。
附图标记说明
100、300、400、500、B…带密封的轴承；110、310、410、510…内圈；111、121、314、411、421…轨道槽；112、312、313、414、415、514、515…密封滑动面；120、320、420、520…外圈；122、311、321、322…密封槽；140…滚动体；150、330、340、440、450、540、550…密封部件；151、202、331、341、441、451、541、551…密封唇；152、201、334、344、442、452、542、552…突起；153、203…前端；154、204…表面；155、206、333、343…金属芯；156…硫化橡胶材料；160…轴承内部空间；170、360…油通路；205…面；315、316、412、413…肩部；332、342…外侧唇；350…迷宫间隙；430…滚珠；511、521…轨道面；512…大凸缘；513…小凸缘；530…圆锥滚子；S1…输入轴(旋转部)；S2…输出轴(旋转部)。

Claims (49)

1.一种带密封的轴承，其中，具备：
密封部件，其对轴承内部空间和外部之间形成划分；
密封唇，其设置于所述密封部件；
密封滑动面，其相对于所述密封唇沿周向滑动；以及
多个突起，它们形成于所述密封唇，并在所述密封滑动面和该密封唇间之间产生跨所述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路，
所述突起与所述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状，
所述突起以能够使所述密封唇和所述密封滑动面之间形成被油膜完全分离的流体润滑状态的方式沿周向以0.3mm～2.6mm的间隔并排。
2.根据权利要求1所述的带密封的轴承，其中，
所述突起向与周向正交的方向延伸，该突起为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近所述密封滑动面的圆弧形状。
3.根据权利要求2所述的带密封的轴承，其中，
所述突起的高度设定为0.07mm以下。
4.根据权利要求3所述的带密封的轴承，其中，
所述突起的圆弧尺寸为0.15mm以上且不足2.0mm，
所述突起的周向宽度为0.2mm以上且1.0mm以下。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的带密封的轴承，其中，
所述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。
6.根据权利要求1～4中的任一项所述的带密封的轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
7.根据权利要求5所述的带密封的轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
8.根据权利要求1～4中的任一项所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
9.根据权利要求5所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
10.根据权利要求6所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
11.一种带密封的轴承，其具备：
密封部件，其对轴承内部空间和外部之间形成划分；
密封唇，其作为轴向唇设置于所述密封部件；
密封滑动面，其相对于所述密封唇沿周向滑动；以及
突起，其形成于所述密封唇的至少周向一个部位，并在所述密封滑动面和该密封唇之间产生跨所述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路，
所述突起沿周向被排列有多个，
在所述密封唇以能够使该密封唇和所述密封滑动面之间形成被油膜完全分离的流体润滑状态的方式形成所述突起，
所述突起与所述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状。
12.根据权利要求11所述的带密封的轴承，其中，
所述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。
13.根据权利要求11或12所述的带密封的轴承，其中，
所述突起向与周向正交的方向延伸，该突起为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近所述密封滑动面的圆弧形状。
14.根据权利要求11或12所述的带密封的轴承，其中，
所述密封部件具有外侧唇，该外侧唇在比所述密封滑动面靠外部侧形成迷宫间隙。
15.根据权利要求13所述的带密封的轴承，其中，
所述密封部件具有外侧唇，该外侧唇在比所述密封滑动面靠外部侧形成迷宫间隙。
16.根据权利要求11或12所述的带密封的轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
17.根据权利要求14所述的带密封的轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
18.根据权利要求11或12所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
19.根据权利要求13所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
20.根据权利要求14所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
21.根据权利要求16所述的带密封的轴承，其中，
该带密封的轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
22.一种球轴承，其具备内圈、外圈、以及夹设于所述内圈和外圈的轨道槽之间的多个滚珠，在形成于所述内圈的轨道槽的两侧的一对肩部中，承受轴向载荷的负荷侧的肩部形成得比相反的非负荷侧的肩部高，
所述球轴承的特征在于，还具备：
两个密封部件，它们对形成于所述内圈和外圈之间的轴承内部空间的两端进行密封；
密封唇，其设置于所述密封部件；
密封滑动面，其分别形成于所述负荷侧的肩部和所述非负荷侧的肩部，并相对于所述密封唇沿周向滑动；以及
突起，其形成于所述密封唇的至少周向一个部位，并在所述密封滑动面和该密封唇之间产生跨所述轴承内部空间和外部之间地连通的油通路，
所述突起沿周向被排列有多个，
在所述密封唇以能够使该密封唇和所述密封滑动面之间形成被油膜完全分离的流体润滑状态的方式形成所述突起，
所述突起与所述密封滑动面之间的间隙形成为在油通路侧大、在突起侧小的楔状。
23.根据权利要求22所述的球轴承，其中，
形成于所述负荷侧的肩部的所述密封滑动面的直径与形成于所述非负荷侧的肩部的所述密封滑动面的直径不同，
与所述负荷侧的所述密封滑动面同侧配置的所述密封部件中的所述突起的个数和与所述非负荷侧的所述密封滑动面同侧配置的所述密封部件中的所述突起的个数不同。
24.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
形成于所述负荷侧的肩部的所述密封滑动面的直径与形成于所述非负荷侧的肩部的所述密封滑动面的直径不同，
与所述负荷侧的所述密封滑动面同侧配置的所述密封部件中的所述突起的周向间距角度和与所述非负荷侧的所述密封滑动面同侧配置的所述密封部件中的所述突起的周向间距角度不同。
25.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
所述突起遍布周向整周以均匀间隔配置。
26.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
所述突起向与周向正交的方向延伸，该突起为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近所述密封滑动面的圆弧形状。
27.根据权利要求24所述的球轴承，其中，
所述突起向与周向正交的方向延伸，该突起为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近所述密封滑动面的圆弧形状。
28.根据权利要求25所述的球轴承，其中，
所述突起向与周向正交的方向延伸，该突起为从周向宽度的两端朝向周向宽度的中央逐渐接近所述密封滑动面的圆弧形状。
29.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
所述密封唇为径向唇。
30.根据权利要求24所述的球轴承，其中，
所述密封唇为径向唇。
31.根据权利要求25所述的球轴承，其中，
所述密封唇为径向唇。
32.根据权利要求26所述的球轴承，其中，
所述密封唇为径向唇。
33.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
所述密封唇为轴向唇。
34.根据权利要求24所述的球轴承，其中，
所述密封唇为轴向唇。
35.根据权利要求25所述的球轴承，其中，
所述密封唇为轴向唇。
36.根据权利要求26所述的球轴承，其中，
所述密封唇为轴向唇。
37.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
38.根据权利要求24所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
39.根据权利要求25所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
40.根据权利要求26所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
41.根据权利要求29所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
42.根据权利要求33所述的球轴承，其中，
所述密封唇由附着于金属芯的至少径向内部的硫化橡胶材料形成。
43.根据权利要求22或23所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
44.根据权利要求24所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
45.根据权利要求25所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
46.根据权利要求26所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
47.根据权利要求29所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
48.根据权利要求33所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
49.根据权利要求37所述的球轴承，其中，
该球轴承支承车辆的变速器、差速器中的至少一者的旋转部。
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